孕穗期受漬對小麥生理指標及產量構成因素的影響

劉會寧 朱建強

摘要：通過設置不同受漬歷時（4、8、12 d 3個水平）和不同降漬歷時（3、6 d 2個水平），將2個試驗因素相互耦合構成受漬-降漬6個處理，大田正常水分管理（保持田間持水量的70%～80%）設為對照（CK），共7個處理，研究了孕穗期不同處理對鄭麥9023的生理指標及產量構成因素的影響。結果表明，孕穗期受漬時間與地下水下降時間交互處理中僅處理A7（受漬12 d、降漬6d）對小麥單株有效穗數(shù)有極顯著影響，其他處理無顯著影響，各處理對實粒數(shù)、千粒質量影響較大。總體上，受漬歷時越長，地下水埋深的時間越久，各產量因素受脅迫影響的程度就越嚴重。隨著受漬歷時和地下水埋深時間的延長，小麥葉綠素含量降低，丙二醛（MDA）含量增加。本試驗結果可為江漢平原小麥田間水分管理提供一定參考。

關鍵詞：小麥;受漬;地下水位;生理指標;產量;產量構成因素

中圖分類號：S512.101 ??文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2022）08-0083-04

漬害在我國南方冬麥區(qū)，特別是長江中下游稻麥兩熟耕作區(qū)，由于地下水位過高或土壤排水不良，每隔2～3年發(fā)生1次，嚴重影響小麥籽粒的形成、灌漿與成熟、產量與品質。小麥漬害從苗期到開花灌漿期均可發(fā)生。前人在這些時期做過許多相關的產量性狀、生理方面及防御措施的研究。李金才等研究孕穗期濕害對小麥灌漿特性及產量的影響，表明濕害對主穗和分蘗穗的傷害機理并不相同，對主穗而言濕害主要影響主穗粒質量，對分蘗穗則影響分蘗穗穗粒數(shù)[1]。李金才等研究漬水逆境對冬小麥不同生育期受害率及經濟產量的影響，結果表明，不同品種產量、相對受害率差異均達極顯著水平，孕穗期漬水逆境對產量影響最大，其次是灌漿期和拔節(jié)期，苗期漬水對產量影響最小[2]。李金才等還研究了孕穗至灌漿期土壤漬水對冬小麥N、P、K含量和積累量的影響，結果表明，孕穗期土壤漬水逆境顯著影響根系對N、P的吸收和運轉，而對K吸收與運轉影響較小;灌漿期漬水逆境不僅影響根系對N、P、K的吸收，同時影響N、P在地下與地上器官的運轉，但對K素在小麥體內的運轉與分配影響較小[3]。張正華等研究漬害對小麥生長發(fā)育的措施，提出預防漬害的一些措施，如搞好農田基本建設，搞好連片種植，高標準開好田間“三溝”等[4]。同時，前人也研究了不同地下水位對小麥的影響，劉戰(zhàn)東等研究不同地下水埋深對冬小麥需水量的影響，結果表明漬水逆境使小麥有氧呼吸減弱，缺氧呼吸增加，吸收能力下降，抑制了小麥根系主動吸收[5]。在長江中下游地區(qū)小麥開花灌漿期受澇漬脅迫尤為突出，持續(xù)時間長，對優(yōu)質小麥的生產造成不利的影響。揚花灌漿期是決定最終小麥產量和品質的關鍵時期，但受害時，功能葉早衰，灌漿時間變短，千粒質量下降，產量下降，品質變劣[6-7]。前人的研究集中在單純的漬水條件對小麥生長發(fā)育和產量效應以及產量形成、品質構成、生理方面的影響等[8-11]。雖然他們的研究為農業(yè)生產實踐提供了很好的指導，但還沒有人研究小麥孕穗期受漬歷時和降漬歷時耦合對其產量構成性狀及葉綠素含量、丙二醛含量的影響。因此本研究選用在湖北省大面積推廣的小麥品種鄭麥9023，研究孕穗期不同受漬歷時和降漬歷時耦合對其產量及產量構成因素、葉綠素含量、丙二醛含量等的影響，旨在為生產上適時預防和減輕漬害提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設計

試驗從2018年3月開始在長江大學農學院實習基地水泥測筒區(qū)進行。以長江中下游地區(qū)廣泛推廣種植的鄭麥9023為試材。測筒封底，面積0.44 m2、深115 cm、內徑71 cm。測筒中土壤為中壤土，取自旱地，按等容重分層回填，播種前施復合肥 （N、P2O5、K2O含量均為17%） 20 g、過磷酸鈣 15 g、尿素6 g，至拔節(jié)孕穗期追施尿素8.35 g。2018年3月29進行灌水，設置2個因素（受漬歷時設置4、8、12 d等3個水平;降漬歷時設置3、6 d等2個水平），2個試驗因素相互耦合構成受漬-降漬6個處理（表1）。受漬結束后，按不同降漬時間將地下水位降至80 cm以下，以大田正常水分管理（保持田間持水量的70 %～80 %）的測筒為對照（CK），共7個處理，每處理重復4次，完全隨機區(qū)組設計。降漬結束取相應處理的葉片和根系（取混合樣）測定葉綠素和丙二醛（MDA）含量。小麥成熟后考種、分筒計產。

1.2 測定項目與方法

1.2.1 有效穗數(shù)調查 成熟后，隨機抽取每個測筒中長勢基本一致的小麥20株，調查有效穗數(shù)（以每穗結4粒種子作為有效穗的標準），然后計算其平均值。

1.2.2 實粒數(shù)調查 成熟后，調查選定的20株小麥實粒數(shù)，然后計算其平均值。

1.2.3 千粒質量測定 成熟后，每個測筒的小麥單獨收獲、脫粒、曬干，水分控制在（13±0.5）%內，先根據四分法原理取樣3份，然后分別用數(shù)粒儀數(shù) 1 000 粒，再用電子天平稱質量，取樣本間差異不超過3%的2個樣品的平均值。

1.2.4 產量測定 成熟后，每個測筒的小麥單獨收獲、脫粒、曬干，控制水分在（13±0.5）%內，再用電子天平稱質量，計算產量。

1.2.5 葉綠素含量測定 每次受澇完成和降漬當天測定，取0.2 g葉片用丙酮、乙醇（體積比為 2 ∶1）浸泡，置于暗環(huán)境下24 h，然后用分光光度計在645、663 nm處比色。

1.2.6 丙二醛含量測定 每次受澇完成和降漬當天測定，分別將1 g小麥葉片和根系研磨，移入離心管離心得上清液。取2 mL上清液加2 mL TBA沸水浴15 min于600 nm處比色。

1.2.7 相對濕害指數(shù) 在成熟期，每測筒剔除有邊際效應的植株，隨機取生長基本一致的植株5株，按常規(guī)方法考察穗粒數(shù)、千粒質量、有效穗數(shù)和單株產量，用下面公式分別計算其濕害指數(shù)。

RIR=（Vc-Vt）/Vc×100%。

式中：RIR為相對濕害指數(shù)（%）;Vc為對照筒小麥各產量構成因素平均值;Vt為處理組各產量構成因素平均值（g/0.44 m2）。

1.3 統(tǒng)計分析方法

先用Microsoft Excel軟件進行原始數(shù)據整理及繪制生理指標變化趨勢，然后用DPS軟件分析各個處理間的產量、產量構成因素及生理指標之間的差異性。

2 結果與分析

2.1 不同處理對產量及產量構成因素的影響

由表2可知，除A7處理單株有效穗數(shù)和對照相比極顯著降低外，其他各處理的單株有效穗數(shù)與對照均無顯著差異，表明孕穗期受漬時間與地下水下降時間交互處理中僅A7處理（受漬12 d、降漬 6 d）對小麥單株有效穗數(shù)有極顯著影響，其他處理無明顯影響。受漬4 d的實粒數(shù)與對照相比無顯著性差異，受漬8 d及受漬12 d的實粒數(shù)與對照相比均有顯著差異，其中受漬12 d、降漬6 d的實粒數(shù)與對照差異達極顯著水平，實粒數(shù)少了近12 粒。除受漬4 d、降漬3 d的處理外，其他各處理的千粒質量與對照均有顯著差異，其中受漬8、12 d的千粒質量與對照相比差異達到極顯著水平。受漬12 d、降漬6 d時，其千粒質量與對照相比減少了 16.1 g。除受漬4 d、降漬3 d的處理外，其他各處理的產量與對照均有顯著差異，其中受漬8、12 d的千粒質量與對照相比達到極顯著水平。受漬12 d、降漬6 d時，其測筒產量減少了 193.2 g，折合減產292.9 kg/667 m2。

2.2 不同處理下各產量要素的相對濕害指數(shù)

由表3可知，在受漬8 d內，單株有效穗數(shù)的濕害指數(shù)總體變化不大，在-0.2 %～1.5 %波動，至受漬12 d后，其波動范圍介于4.1 %～7.7 %;受漬4 d的實粒數(shù)濕害指數(shù)均在10 %以內，超過4 d后，濕害指數(shù)逐漸增大，至受澇8 d時達到22 %。孕穗期受漬對千粒質量影響最大，其次是實粒數(shù)。通過受漬歷時、水位下降時間與產量的回歸方程（y=-12.17t1-8.07t2+335.19，R=0.975**，St1=-0.81，St2=-0.27）可以看出，受漬歷時對產量的影響居第1位，水位下降時間其次。

2.3 不同處理對葉綠素和丙二醛含量的影響

2.3.1 不同處理對丙二醛（MDA）含量的影響 植物逆境下受傷害與活性氧的累積有關，膜脂過氧化會產生諸多如丙二醛（MDA）、脂質過氧化物、乙烷等化合物。MDA是膜脂過氧化反應最重要的產物之一，它可以反映膜脂過氧化及植物抗逆境的能力。由圖1可知，澇漬脅迫下，小麥葉片MDA含量隨受澇時間增長而顯著升高，受澇4 d，8 d的MDA含量與對照相比達到顯著水平，受澇12 d的MDA含量與對照相比差異達到極顯著水平;根系 MDA含量在短時間受澇時會緩慢增加，受澇8 d后快速增加，至受澇12 d時達到最大值，并與對照有極顯著性差異。

2.3.2 不同處理對葉綠素含量的影響 葉綠素含量對光合作用意義重大。澇漬脅迫下，葉綠素含量隨受澇歷時的增加而減少，短時間受澇減少速度較慢，至受澇8 d后，減少的速度加快;受澇8 d后各處理的葉綠素含量與對照相比差異均達到極顯著水平。

3 結論與小結

孕穗期受漬時間與地下水下降時間交互處理中僅A7處理（受漬12 d、降漬 6 d）對小麥單株有效穗數(shù)有極顯著影響，其他處理無明顯影響;對實粒數(shù)、千粒質量影響較大?？傮w來說，受漬歷時越長，各產量指標受脅迫影響的程度就越嚴重。受漬4 d的實粒數(shù)與對照相比無顯著性差異，受漬8 d及受漬12 d的實粒數(shù)與對照相比均有顯著差異，其中受漬12 d、降漬6 d的實粒數(shù)與對照相比差異達極顯著水平，飽滿粒數(shù)少了近12 粒。 除受漬4 d、降漬 3 d 的處理外，其他各處理的千粒質量、產量與對照均有顯著差異，其中受漬8、12 d的千粒質量、產量與對照相比差異達到極顯著水平。受漬12 d、地下水下降時間為6 d時，小麥千粒質量與對照相比減少了 16.1 g，產量減少了近200 g。

在受漬8 d內，單株有效穗數(shù)總體變化不大，一般在-0.2 %～1.5 %波動，至受漬12 d時，其波動值顯著增大，到達4.1 %～7.7%;不同水位下降過程中，受漬4 d的實粒數(shù)濕害指數(shù)均在10 %以內，超過4 d后，相對濕害指數(shù)進一步增大，至受漬12 d時相對濕害指數(shù)的平均值為26 %左右。通過受漬歷時、水位下降時間與產量關系（y=-12.17t1-8.07t2+335.19，R=0.975**，|St1|=0.81，|St2|=0.27）可以看出，受澇歷時、水位下降時間與產量呈極顯著負相關;受漬歷時對產量的影響居第1位，水位下降時間其次。

小麥葉片MDA含量隨受澇歷時的增加而增加，受澇4、8 d的MDA含量與對照相比達到顯著水平（P<0.05），受澇12 d與對照相比差異達到極顯著水平;根系 MDA含量在短時間受澇下會緩慢增加，8 d后速率變快，至受澇12 d時與對照差異達到極顯著水平（P<0.01）。 小麥在澇漬脅迫下，葉綠素含量隨著受澇歷時的增加而減少，短時間受澇時減少的速度較慢，至受澇8 d后，減少的速度加快;受澇8 d后所有處理的葉綠素含量與對照相比差異均達到極顯著水平。

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